8. Экологические проблемы применения агрохимических средств

Научно обоснованная система применения агрохимических средств позволяет решать задачи:

- расширенного воспроизводства плодородия почв; - бездефицитного или положительного баланса биогенных элементов и гумуса в системе «почва – растение – удобрение»; - получения растениеводческой продукции, сбалансированной по химическому составу и питательной ценности; - повышения рентабельности аграрного производства; - улучшения экологической ситуации в аграрной сфере.

В то же время применение удобрений и других средств химизации – это весьма активное влияние на природную среду. Наличие различных токсических примесей в минеральных удобрениях, неудовлетворительное их качество, а также возможное нарушение технологии их использования могут привести к серьезным негативным последствиям. В настоящее время в индустриально развитых странах, а также в ряде регионов нашей страны применяются высокие дозы минеральных удобрений, и их негативное влияние на природную среду приобретает опасный характер.

Это на 1990 г, теперь использование удобрений в России резко уменьшилось и об опасности судить трудно – все вывозится за границу. В России остается только экологический вред, связанный с добычей и транспортировкой импортной нефти.

Экологические аспекты применения агрохимических средств

Основные причины загрязнения природной среды удобрениями,пути их потерь и непроизводительного использования следующие.

1. несовершенство технологии транспортировки, хранения, тукосмешения и внесения удобрений. 2. Нарушение агрономической технологии их применения в севообороте и под отдельные культуры. 3. Водная и ветровая (дефляция) эрозия почвы. 4. Несоответствие качества и свойств минеральных удобрений. 5. Интенсивное использование различных промышленных, городских и бытовых отходов на удобрения без систематического и тщательного контроля их химического состава.

Ннедостаток в транспортировке удобрений заключается в перевалочной системе от завода до поля и в дефиците специализированных автотранспортных средств. Значительная часть агрохимических средств перевозится автосамосвалами общего назначения, что приводит к существенным их потерям.

Необходимо увеличение объема складских емкостей, а также совершенствование механизированной технологии работы на складах.

Существенным источником непроизводительного расходования минеральных удобрений, снижения их положительного действия являются неравномерное распределение по поверхности поля и их сегрегация (расслоение) при транспортировке и внесении.

Нарушение научно обоснованной агротехнологии применения удобрений является одним из основных источников потерь удобрений и загрязнения окружающей среды.

Влияние агрохимических средств на свойства и плодородие почвы

Почва – важное звено биосферы, и она прежде всего подвергается сложному комплексному воздействию удобрений и других агрохимических средств, которые могут оказывать на нее следующее влияние:

- подкислять или подщелачивать среду;

- улучшать или ухудшать свойства почвы, ее биологическую и ферментативную активность;

- способствовать вытеснению ионов в почвенный раствор вследствие физико-химического их поглощения;

- способствовать или препятствовать химическому поглощению биогенных и токсичных элементов;

- усиливать минерализацию гумуса или способствовать его синтезу;

- ослаблять или активизировать биологическую фиксацию N2 из атмосферы;

- усиливать или ослаблять действие других питательных элементов почвы или удобрений;

- мобилизовывать или иммобилизовывать макро- и микроэлементы почвы;

- вызывать антагонизм или синергизм питательных элементов и, следовательно, существенно влиять на их поглощение и метаболизм в растениях.

Многостороннее воздействие на почву агрохимических средств можно показать на следующих примерах. Систематическое применение физиологически кислых минеральных удобрений на дерново-подзолистых почвах повышает их кислотность, ускоряет вымывание из технологического горизонта кальция и магния, увеличивает ненасыщенность почв основаниями, в целом снижает плодородие почвы. В этом случае применение минеральных удобрений необходимо сочетать с известкованием как приемом химической мелиорации почвы, тогда в комплексе создаются оптимальные условия питания растений и улучшения свойств почвы. Известкование снижает кислотность почвы и улучшает ее свойства, усиливает биологическую активность, мобилизует фосфор, молибден, но иммобилизует железо, цинк, никель, медь, кобальт, марганец и другие элементы. Известкование также ослабляет токсичность многих тяжелых металлов, как кадмий, свинец, стронций, ртуть, и другие, снижая их доступность растениям.

Пути техногенного загрязнения и его предотвращение

Основными путями техногенного загрязнения окружающей среды являются:

- токсические соединения и элементы, выделяемые промышленностью и транспортом;

- попадание их в почву с удобрениями, в которых они находятся в качестве примесей;

- бессистемное и бесконтрольное использование разлитчных отходов на удобрение.

К загрязнителям окружающей среды чаще всего относят элементы: фтор, ванадий, хром, марганец, кобальт, никель, цинк, мышьяк, молибден, ртуть, свинец, кадмий. Некоторые из перечисленных элементов (V, Mn, Co, Zn, Mo) являются микроэлементами питания растений. При дефиците они применяются как микроудобрения для повышения величины урожая и его качества, а загрязнителями становятся только при накоплении в избыточных концентрациях вблизи мест выбросов.

Особое место среди загрязнителей составляют тяжелые металлы (свинец, кадмий, ртуть). Они хорошо адсорбируются в технологическом горизонте почвы, особенно при высоком содержании гумуса и при тяжелом механическом составе.

Отрицательное влияние удобрений

Основными причинами отрицательного влияния удобрений на качество урожая являются нарушение оптимальных доз, соотношения питательных элементов в удобрениях без учета их содержания в почве, форм и сроков их внесения, что отрицательно влияет на метаболизм органических соединений, особенно на синтез аминокислот и белков в растениях. Одновременно в растениях накапливаются в избыточном количестве нитраты, нитриты, которые в кислой среде реагируют с вторичными аминами, образуя нитрозоамины, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами. В здоровых растениях при нормальном азотном питании нитраты и нитриты в свободном состоянии не накапливаются.

Нарушение научно обоснованной технологии использования в земледелии различных видов органических удобрений также снижает качество продукции. Внесение агрохимических средств может вызвать в почве мобилизацию или иммобилизацию биогенных и токсических элементов и изменение качества урожая. В этом случае большая роль отводится гумусу почвы, который связывает тяжелые металлы в комплексные соединения хелатного типа, т.е. малодоступные для растений формы, снижая их токсичность. Этим можно объяснить частое отсутствие зависимости между содержанием тяжелых металлов и выносом их растениями на высокогумусированных почвах.

В. Г. Минеев (1998), подчеркивая безальтернативность разумного использования всех видов удобрений и химических мелиорантов, сформулировал следующие функциональные задачи, требующие решения:

• оптимизация питания культурных растений биогенными макро- и микроэлементами с учетом усиления деятельности физиологических барьеров, препятствующих поступлению токсических элементов в растения, особенно в генеративную их часть, составляющую продукцию растениеводства;

• воспроизводство плодородия, улучшение свойств и гумусового состояния почв;

• поддержание активного баланса и малого круговорота биогенных элементов в земледелии с учетом оптимального их соотношения в агроэкосистеме;

• создание оптимальных культурных агрогеохимических ландшафтов для различных природных регионов в соответствии с их специализацией;

• снижение негативных последствий от глобального и локального техногенного загрязнения агроэкосистем тяжелыми металлами и другими токсическими элементами;

• улучшение радиационно-экологической ситуации в агроэкосистеме;

• регулирование биологических показателей агроэкосистемы;

• улучшение химического состава и питательной ценности растениеводческой продукции.